Диагностирование кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения

Определение стуков в двигателе

Наиболее простой и доступный способ диагностирования состояния кривошипно-шатунного механизма заключается в определении стуков в двигателе с помощью стетоскопа. Работы проводятся на прогретом двигателе при температуре охлаждающей жидкости 75...80°C. Усиление звука в стетоскопе происходит при колебании мембраны или специально встроенным транзисторным усилителем, который имеется в стетоскопе «Экранас» мод. КИ-1154.

При проверке подшипников коленчатого вала стержень прислоняется к боковой стенке блока цилиндров двигателя в месте расположения коренных подшипников или на уровне шатунных подшипников при положении поршня в ВМТ. Стуки прослушиваются на прогретом двигателе при резком изменении частоты вращения коленчатого вала. Стук коренных подшипников коленчатого вала сильный, звук глухой, низкого тона, прослушивается при быстром изменении частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу, что достигается резким увеличением или уменьшением подачи топлива, а также под нагрузкой. Стук появляется при зазоре 0,1...0,2 мм. При больших зазорах в подшипниках стук слышен даже при постоянной частоте вращения коленчатого вала. При отключении одной форсунки (для дизеля) или одной или двух свечей зажигания (для бензиновых двигателей) характер стуков почти не изменяется. Стук шатунных подшипников коленчатого вала сильный, звук более резкий, чем у коренных подшипников, прослушивается при резком изменении частоты вращения коленчатого вала или под нагрузкой.

При отключенной форсунке (для дизеля) или свече зажигания (для карбюраторных двигателей) в цилиндре, в нижней головке шатуна которого имеет место повышенный зазор, стук уменьшается или вообще пропадает. Таким образом можно определить увеличение зазора в конкретном шатунном подшипнике. Стуки в сопряжении поршневой палец — шатун появляются при зазоре 0,1 мм и имеют звонкий металлический звук, который слышен при резком изменении частоты вращения коленчатого вала. При отключении форсунки (для дизеля) или свечи зажигания (для карбюраторных двигателей) стуки в этом цилиндре исчезают.


Похожие стуки могут возникать также при малом угле опережения впрыска топлива (у дизеля) или при детонационном сгорании при раннем угле зажигания (у бензиновых двигателей). При установке опережения впрыска топлива (у дизеля) или нормального угла опережения зажигания (у бензиновых двигателей) эти стуки исчезают. Этого не происходит при увеличенном зазоре поршневого пальца в верхней головке шатуна или в бобышках поршня. Эти стуки также исчезают при снижении нагрузки на двигатель. Стук поршней о цилиндр, появляющийся при зазоре 0,3...0,4 мм, имеет глухой, щелкающий звук, который прослушивается на непрогретом двигателе при резком уменьшении частоты вращения коленчатого вала и при малой частоте вращения.

У механизма газораспределения проверяют только стуки в клапанах, которые слышны при любой частоте вращения коленчатого вала (особенно при малой) под колпаком крышки головки цилиндров. Сильный стук в про грогом двигателе свидетельствует об увеличенных зазорах между стержнем клапана и коромыслом. Стук сломанной клапанной пружины слышен при любой частоте вращения коленчатого вала и не меняется по звучанию. Шум шестерен распределительного механизма прослушивается при малой частоте вращения коленчатого вала в зоне крышки шестерен Высокий уровень шума свидетельствует об износе шестерен.

Определение суммарного зазора в верхней и нижней головках шатуна

Проверка осуществляется с помощью разработанной в ГОСНИТИ компрессорно-вакуумной установки типа КИ-13907 (рис. 3.1). Установка КИ-13907 с прибором КИ-11140 позволяет измерять суммарный зазор в верхней и нижней головках шатуна при неработающем двигателе без снятия поддона картера. Принцип измерения зазоров в указанных сопряжениях основан на измерении перемещения поршня индикаторным устройством при попеременном создании в надпоршневом пространстве давления и вакуума.




При движении поршня вверх (к ВМТ) поршневой палец прижат к нижней части верхней головки шатуна, а кривошип (шатунная шейка) — к верхней части нижней головки шатуна. При движении поршня вниз изменяются места касания указанных деталей на противоположные, т. е. в обоих случаях индикатор будет измерять суммарный зазор. Перемещение поршня в цилиндре вверх происходит при вакууме в надпоршневом пространстве, а вниз — под давлением воздуха, подаваемого через отверстие форсунки от компрессорно-вакуумной установки.

Компрессорно-вакуумная установка состоит из электродвигателя и двух баллонов, в одном из которых создается вакуум, а в другом — давление. На воздушном баллоне 10 под давлением размещены масловлагоотделитель с предохранительным клапаном 9, на вакуумном баллоне 13 — вакуумный регулятор давления 12 с манометром, кран управления с вакуумметром 5 и воздушным фильтром, редукционный клапан и электрический пускатель. На корпусе вакуумного баллона может быть установлен вентиль 14 со штуцером для подключения прибора КИ-4887-И. Баллоны соединяются с цилиндрами проверяемого двигателя гибким шлангом через кран управления. Компрессор 11 приводится в действие от электродвигателя и создает давление или вакуум.


С помощью прибора КИ-11140 (рис. 3.2) измеряется суммарный зазор в кривошипно-шатунном механизме. Устройство имеет корпус 2 с закрепленным на нем индикатором 1 часового типа, пневматический приемник 3, сменный фланец 4 для крепления устройства к головке цилиндров вместо форсунки, уплотнитель 5, направляющую 6, шток 7, жестко соединенный с ножкой индикатора, и стопорный винт 8, предназначенный для фиксации направляющей в пневматическом приемнике. Для диагностирования сопряжений шатуна в двигателе с помощью установки КИ-13907 и прибора КИ-11140 нужно прогреть двигатель и после его остановки демонтировать все форсунки. Затем установить поршень первого цилиндра в положение ВМТ и зафиксировать его так, чтобы при поступлении сжатого воздуха в цилиндр коленчатый вал не проворачивался. Коленчатый вал можно зафиксировать включением передачи в коробке передач.



Далее следует установить в отверстие форсунки прибор КИ-11140 с индикатором, предварительно ослабив стопорный винт и приподняв направляющую с индикатором и штоком вверх; опустить направляющую до упора штока в днище поршня (с натягом) и зафиксировать ее стопорным винтом; присоединить распределительный шланг компрессорно-вакуумной установки КИ-13907 к штуцеру пневматического приемника; включить компрессорно-вакуумную установку и установить давление и вакуум в ее баллонах соответственно 0,06...0,10 и 0,06...0,07 МПа; соединить вакуумный баллон 13 (см. рис. 3.1) с надпоршневым пространством и зафиксировать показание индикатора. Суммарный допустимый зазор головок шатунов не должен превышать 0,25...0,30 мм. Если суммарный зазор хотя бы у одного шатуна превышает допустимое значение, необходимо выполнить ремонт двигателя.

Определение технического состояния сопряжений кривошипно-шатунного механизма с помощью устройства типа КИ-13933М производится так же, как и прибором КИ-11140. Устройство КИ-13933М состоит из направляющей, механизма подачи струны, индикатора, наконечника и струны. Работа устройства основана на оценке состояния сопряжений кривошипно-шатунного механизма по разнице высот ВМТ при пусковой и максимальной частотах вращения коленчатого вала. Устройство КИ-13933М устанавливается в проверяемом цилиндре на место форсунки (у дизеля) или свечи зажигания (у бензиновых двигателей). При пусковой частоте вращения коленчатого вала с помощью механизма подачи струны плавно опускают струну до соприкосновения с поршнем и устанавливают нулевое положение индикатора, затем отводят струну вверх. Установив максимальную частоту вращения вала двигателя, опускают струну до соприкосновения с поршнем и осуществляют отсчет. Устройство КИ-13933М, кроме измерения суммарного зазора а шатунных подшипниках двигателя, позволяет проверять зазор между поршнем и гильзой цилиндра.